Tilbake til søkeresultatene

NAERINGSPH-Nærings-phd

Økt sikkerhet i dype brønner - Ultralyd for å differensiere fluider og faste materialer bak stålrør

Alternativ tittel: Increased safety in deep wells - Ultrasound to differentiate fluids and solid materials behind steel pipes

Tildelt: kr 1,6 mill.

Prosjektleder:

Prosjektnummer:

312786

Søknadstype:

Prosjektperiode:

2020 - 2023

Midlene er mottatt fra:

Geografi:

Hovedmålet i doktorgradsarbeidet er prosessering på feltdata fra dypshavsbrønner, hvor Ph.D. kandidaten vil arbeidet med å teste og utvikle nye algoritmer som skal betydelig forbedre identifiseringen og verifisering av sementeringen som en sikker barriere for CO2 lagring. Løsningen vil gi svar på om det er et fast materiale eller en fluid bak stålrøret. Forskningsprosjektet vil fokusere på algoritmeutvikling i en iterativ prosess med bruk av brønndata, numerisk modellering og laboratoriearbeid. Et viktig bidrag for å nå togradersmålet fra Paris-avtalen er å lagre CO2 i naturlige porøse reservoarer dypt nede i bakken. Heldigvis finnes det flere typer takbergarter i Norge og på norsk sokkel, men fordi disse reservoarene ligger dypt nede i bakken, er man nødt til å bore brønner hvor man pumper CO2 ned for lagring i den porøse formasjonen. I brønnen vil det bli satt et stålrør for å forhindre fluider fra omliggende formasjon å lekke ut. Man er helt avhengig av at baksiden av stålrøret fylles med sement og lager en ugjennomtrengelig plugg, noe som verifiseres ved å bruke ultralyd. Teorien bak verifiseringen er ekstremt kompleks, og det er stort behov for nye metoder for å prosessere måleresultatene fra brønnen. Den foreslåtte løsningen vil gi langt bedre verifisering enn eksisterende alternativer. Om man ikke kan verifisere sementeringsjobben, blir det raskt store utgifter om man må bore et sidesteg. Alternativt, hvis man tolker feil og ringrommet ikke er forseglet, kan konsekvensene bli enorme med tanke på miljøskader og økonomiske utgifter. Så langt har forskningen resultert i en metode som kan både avgjøre om ringrommet er fylt med en fluid eller et fast stoff, og hvis det er fylt med et fast stoff avgjøre trykkhastigheten til materialet i ringrommet. Siden faste stoffer delvis er karakterisert av trykkhastigheten kan metoden bidra til å bestemme hvilket materielle som befinner seg i ringrommet.

Det voksende tidspresset for å nå togradersmålet bestemt i Paris-avtalen i 2015 har bidratt til økt søkelys på håndtering av CO2. En mulig løsning er å lagre CO2 i naturlige porøse reservoarer dypt nede i bakken, men da er man nødt til å ha en impermeabel takbergart dekkende over reservoaret. Heldigvis finnes det flere typer takbergarter i Norge og på norsk sokkel, hvor de fleste gruppene faller under betegnelsen skifer. Gitt at en takbergart dekker og hindrer C02 i reservoaret i å strømme opp til overflaten, vil det fortsatt være en kritisk vei gassen kan mitigere; opp selve brønnen. I brønnen boret ned til reservoaret vil det bli satt et stålrør for å forhindre fluider fra omliggende formasjon å lekke ut, men fordi stålrøret ikke fyller hele hullet, vil det oppstå et tomrom mot formasjonen som man kaller ringrommet. Derfor, enkelt forklart, vil sement bli pumpet ned i røret og skviset ut på baksiden for å fylle ringrommet. Det er helt essensielt at sementen fyller ringrommet og lager en ugjennomtrengelig plugg. Derfor er man nødt til å identifisere og verifisere at sementen har festet seg i yttersiden av røret. Dette gjør man ved å bruke ultralyd, en praksis som er godt implementert, men som også stadig utvikler seg. Om man ikke kan verifisere sementeringsjobben, blir det raskt store utgifter om man må bore et sidesteg. Alternativt, hvis man tolker feil og ringrommet ikke er forseglet, kan konsekvensene bli enorme med tanke på miljøskader og økonomiske utgifter. Prosjektet vil benytte Lamb-bølger i analysene, en type platebølger, som man eksiterer inne i røret og måler ved en eller flere mottagere. Det vil bli gjennomført numeriske simuleringer, laboratoriemålinger og feltstudier hvor man prosesserer på Lamb-bølgen for å bedre kunne adskille om brønnen er tett, hvor sistnevnte, feltstudier, vil bli lagt mest vekt på.

Aktivitet:

NAERINGSPH-Nærings-phd